El olor de la lluvia

Olor a lluviaLa agradable fragancia y olores que nos deja la lluvia cuando cae después de un periodo relativamente largo, caluroso y seco es una experiencia inolvidable, refrescante y relajante. Pero ¿Por qué huele la lluvia?

O mejor aún ¿Qué es lo que olemos? ¿Por qué no percibimos estos olores cuando nieva o llueve en pleno invierno? ¿Qué olemos realmente, la lluvia o la tierra mojada?
En los días cálidos de primavera y verano, los primeros chubascos nos traen los perfumes de la naturaleza, que por un instante nos paran, nos relajan, olemos con detenimiento y nos hacen reflexionar: ¡¡¡por fin llueve!!!.

Este acontecimiento no se da en los meses fríos cuando los frentes barren y riegan generosamente las tierras secas. Son los periodos cálidos, y después de un periodo de larga sequía, cuando las fragancias especiales se apoderan del ambiente casi bochornoso. Tan poco la nieve al caer o derretirse libera estos olores.
Muchas son las teorías sobre este hecho, tan llamativo, simple y relajante, que tratan de explicar lo que acontece. Parece que un denominador común es el hecho de darse en los meses cálidos, primavera y estío, cuando el calor comienza a apretar y después de un prolongado periodo sin que el agua visite las tierras sedientas. Son los chubascos tomentosos acompañados con aparato eléctrico los mejores aliados para que percibamos las fragancias de las lluvias refrescantes; pero no siempre.

Veamos algunas teorías sobre “el olor a lluvia ”, para tener una idea más completa de lo que acontece.

El “olor” del rayo
La coexistencia, más o menos espacio-temporal, de descargas eléctricas en días de tormentas, donde la fragancia se mezcla con el sonido del trueno, llevó a muchos a pensar que el olor a lluvia estaba asociado a los gases que la propia tormenta generaba. Estos olores podían estar asociados a los gases que el propio rayo generaba en su destello energético y reacciones químicas producidas en las cercanías del canal o a la posible irrupción de gases de niveles altos que eran arrastrados por la corriente descendente de arrastre de la precipitación desde capas superiores.
Algunos han llegado identificar, los olores ligados a las descargas eléctricas, a los gases que generan algunos aparatos eléctricos de alto voltaje.
Los rayos pueden generar reacciones químicas significativas en su cercanía y ser causante de los olores a “lluvia”.
La energía electromagnética, calórica, etc., generada por un rayo de forma súbita, intensa e instantánea era la responsable de que en las cercanías del canal de descarga se generen reacciones químicas entre las moléculas de los componentes de la atmósfera. Las nuevas moléculas tienden a reaccionar entre si y con el aire para dar otros gases muy localizados, alguno de ellos volátiles y de corta duración. El olor de la lluvia se atribuía, en primera instancia, a la llegada de algunos de estos gases a la superficie de la tierra arrastrada por la precipitación y el aire descendente.
Por otra parte, la corriente descendente arrastra aire de niveles superiores, relativamente más fresco y puro que el que se ubica en superficie, trayendo partículas y sustancias no superficiales. En este sentido, uno de los gases que no podían llegar al suelo era el ozono troposférico de niveles altos, al encontrase la capa de máxima concentración, ozonósfera, más allá de la tropopausa, capa límite superior de las tormentas. Estas nubes convectivas no pueden llegar a los niveles de la ozonósfera.
La presencia de olores de lluvia en algunos chubascos convectivos sin rayos, hace que esta teoría no explique totalmente lo que estemos buscando. Aún más, estos olores se producen en zonas próximas a los chubascos, a veces sin que la lluvia haya hecho acto de presencia en lugar donde se percibe el olor.

El olor “vegetal” de la tierra

Otros estudios han tratado de demostrar que el olor de la lluvia lo generan las propias plantas, bacterias, etc., que están arraigadas en la tierra y en el suelo. Parece ser que la bacteria actinomycetes, es un tipo de estas bacterias de tipo filamentoso, que crece en el suelo en condiciones muy secas y cálidas. Su reproducción, basada en esporas, se ve favorecida cuando la humedad del suelo se incrementa por los efectos de las lluvias y después de un periodo de sequedad. Las esporas olorosas son liberadas y nuestro sentido del olfato las percibe. Estas esporas han sido comparadas como los aparatos caseros que refrescan y dan fragancia a nuestras casas modernas

La bacteria es bastante común en todo el mundo y se puede encontrar en muchas partes del globo, tanto en zonas urbanizadas y naturales. Las bacterias prosperan en suelo húmedo y lanzan sus esporas cuando el suelo se ha desecado en un periodo relativamente largo. El olor se agudiza cuando la lluvia o la alta humedad se hacen presentes.
Se han desarrollado bacterias de este tipo en el laboratorio y el olor que generan es del tipo de fragancia que olemos en los días de lluvia. La bacteria es fuente de generación de muchos antibióticos. En ciertas zonas de nuestras ciudades se crecen con frecuencia así como en el campo. Las bacterias parecen abundar en muchos lugares y están, potencialmente, activas cuando las condiciones medioambientales son las apropiadas.
Otras plantas mayores pueden liberar olores, semillas, etc., ante la presencia de ambientes con humedades altas o de la lluvia que cae sobre ellas. Son plantas que aprovechas las condiciones idóneas atmosféricas para perpetuar su especie liberando material ingente propio.

Las piedras, el suelo y sus efluvios químicos: el petrichor

A finales de los años cincuenta y primeros de los 60s dos investigadores australianos fueron más allá, atribuyendo los aromas y frescores de las primeras lluvias de la estación cálida a ciertos aceites amarillentos atrapados en las rocas y en el suelo, que eran liberados por la precipitación o por los altos contenidos de humedad en el ambiente que presagiaban la llegada de la lluvia.
Sus descubridores le llamaron petrichor (Bear and Thomas, 1966), que significa “esencia de roca”; palabra que se deriva de los términos griegos: petros, piedra, y ikhor, que significa fluido etéreo. Este fluido era el que corría por las venas de los dioses de la antigua Grecia, como para los humanos es la sangre.
Mr. Thomas obtuvo este aceite oloroso por destilación de los vapores de rocas que, previamente, se habían expuestos a condiciones medioambientales secas y cálidas. El mismo descubrió en una pequeña perfumería de la India una fragancia que era llamada “perfume de la tierra” (matti ka attar). Los estudios de Bear y Thomas se realizaron en el CSIRO (Commonwealth Science and Industrial Research Organization) en la división de Química Mineral.
El aceite podía ser dividido en el laboratorio en tres componentes fundamentales: uno de carácter básico, otro de carácter ácido y una sustancia neutra que poseía un olor característico. Esta sustancia contenía, a su vez, compuestos alifáticos, aldehídos, hidrocarbonos, esteres y, probablemente, alcohol.

El componente ácido contenía elementos nitrogenados y ácidos grasos. En total se detectaron 50 componentes en estos aceites.

La pregunta siguiente era obvia ¿de dónde venia y cómo se formaba el petrichor?. Su existencia y olores eran independientes de su procedencia. Parecía estar en el campo, ciudades, granjas, etc.. Lo que sí era cierto, desde el punto de vista de sus investigaciones, es que el olor de la lluvia no venía de las esporas o bacterias terrestres sino directamente de las rocas y el suelo. Obtuvieron pretrichor exponiendo las rocas a condiciones de sequedad y calor. Trataron de eliminar todo resto de bacterias y esporas mediante un tratamiento especial. Además, descubrieron que las condiciones de sequedad y ambiente cálido no favorecían el crecimiento de las bacterias. Aún más, de sus trabajos concluyeron que las sustancias volátiles que emanaban de plantas y bacterias eran degradadas con el tiempo por oxidación y nitrogenación antes de que fueran absorbidas por las rocas y el suelo. Las fragancias olorosas se generaban por el incremento de humedad incluso antes de que lloviera. La humedad se condensaría en los poros de las rocas como agua, que despediría el olor característico. El petrichor raramente suprime el crecimiento de las plantas pero sus investigaciones mostraron que las semillas de ciertas plantas tardaban más en germinar en contacto con petrichor.

De sus trabajos originarios, los autores volvieron a publicar sus ideas en la revista Nature en 1964.
En resumidas cuentas, el petrichor es un componente químico que forma parte del suelo, rocas, etc., que se libera de estas sustancias materiales por la lluvia o humedades altas cuando los materiales son expuestos a condiciones de sequedad y temperaturas muy cálidas en un periodo relativamente largo. La presencia de alto contenido de humedad (por la inminente llegada de las lluvias) tiende a liberar las fragancias que dan ese olor y frescor tan característico al aire que precede a una lluvia primaveral.

Todas las teorías juntas y más
Otros autores han tratado de combinar la propia acidez de la lluvia con las sustancias químicas del suelo que reaccionarían para dar lugar a ese olor típico. La lluvia en las grandes urbes tiende a ser ácida debida a los componentes químicos que lleva en suspensión. Cuando el agua, no pura, cae sobre el suelo, donde abundan ciertos componentes orgánicos y químicos, se producen reacciones algunas de las cuales son de tipo aromáticas. Una vez que los componentes terrestres han sido diluidos por el chubasco, los olores de frescor dejan de sucederse hasta que haya otras condiciones de sequedad prolongada en ambientes cálidos.
Por lo tanto, estaríamos ante una concatenación de efectos complementarios: una lluvia preferentemente ácida, que limpia y libera olores aromáticos al reaccionar con otros componentes químicos de piedras y plantas después de un periodo prolongado de tiempo cálido y seco.

Estrictamente hablando no estamos oliendo la lluvia sino las sustancias aromáticas que se liberan al caer esta sobre un sustrato apropiado: olemos las fragancias del suelo y tierra que pasan al aire gracias al líquido elemento.

Posiblemente no podamos decantarnos por una teoría única y sea un conjunto de factores los que nos pueden traer a nuestro olfato el olor de la tierra humedecida. Plantas, sustancias orgánicas, seres minúsculos, etc…, que viven el suelo, tierra y rocas del campo y de nuestras ciudades son los responsables de agradarnos con sus fragancias cuando son bañados por la lluvia o simplemente por ambientes húmedos después de una

pertinaz y cálida sequía.

Más teorías

La geosmina, palabra griega que significa “aroma de la tierra”, es una sustancia química de naturaleza sesquiterpenoide, producida principalmente por Streptomyces coelicolor, bacteria inofensiva que se encuentra en la mayoría de los suelos, y por algunas cianobacterias, que confiere ese olor típico de la tierra cuando se moja.
El caso de Streptomyces y su enorme importancia para los humanos es ya un claro y clásico ejemplo del uso beneficioso de los microorganismos, puesto que esta bacteria es la principal fuente de los antibióticos que se usan en la medicina actual, y por ello ha sido y está siendo profusamente investigada. En general, Streptomyces produce más de 6.000 productos químicos distintos, que incluyen agentes antibacterianos muy conocidos como la tetraciclina, la eritromicina, la rifampicina o la kanamicina, antifúngicos como la nistatina, además de agentes antitumorales, antihelmínticos e inmunosupresores, entre otros. Los trabajos en este microorganismo han conducido recientemente a que el genoma de S. coelicolor haya sido completamente secuenciado. Gracias a esto, los investigadores han localizado uno de los genes responsables de la producción de este olor a tierra mojada entre los 8.000 genes que aproximadamente contiene su genoma. En estos trabajos, se ha desarrollado un método basado en PCR para reemplazar genes concretos sin que se vean afectados otros genes, pudiendo inactivar genes “a la carta”. Los investigadores localizaron un gen, que al mutarlo, eliminaban la producción de este olor típico, para después, comprobar que la bacteria había dejado de producir geosmina. Así se ha descubierto el primer gen implicado en la biosíntesis de esta sustancia, Sco6073 (cyc2), que codifica para una proteína de 700 aminoácidos que tiene dos dominios sesquiterpeno sintasa, uno de los cuales, el N-terminal, es necesario para la biosíntesis de geosmina. Todavía no se conoce con detalle cómo es la biosíntesis de geosmina, aunque el reciente descubrimiento de un segundo gen que codifica para la germacradienol sintasa puede ayudar a elucidar la ruta bioquímica que lleva a su síntesis. De un tiempo hasta la actualidad se ha sugerido que la formación de la geosmina probablemente implica la acción de una sesquiterpeno-germacranoide sintasa o farnesil pirofosfato. La enzima germacradienol sintasa probablemente catalizaría la ciclación del farnesil pirofosfato, que es uno de los primeros pasos para la biosíntesis de geosmina. Los siguientes pasos teóricos incluirían la acción de al menos tres enzimas, tales como una ciclasa, una reductasa y una hidrolasa.

Pero, ¿qué utilidad práctica puede tener la investigación de la geosmina? No es un antibiótico para su uso en medicina, ni ninguna otra sustancia similar. Sin embargo, del conocimiento de las bases moleculares y la biosíntesis de geosmina, se podrán ver beneficiados una gran parte de los aficionados al buen vino, y en especial a los de paladar más sensible, ya que la presencia de geosmina supone una verdadera pesadilla para los productores de caldos, que con la presencia de estos aromas estropean las características gustativas del vino. De esta manera, el conocimiento de la biosíntesis de este compuesto podrá aportar respuestas sobre cómo reducir o eliminar su presencia en algunos buenos vinos, mejorando sensiblemente la calidad de éstos.
Pero ¿la geosmina solo existe para fastidiar el paladar de los enólogos o, por el contrario, puede tener alguna repercusión de importancia a nivel biológico? Sorprendentemente, la importancia de esta sustancia en la biología podría estar justificada en los camellos. La geosmina es la molécula implicada en la supervivencia de los camellos en los secos desiertos, pues parece ser esta molécula la que da la señal de que la preciada agua está cerca. Un hecho cierto es que los camellos del desierto del Gobi son capaces de encontrar agua a más de 80 km de distancia. Cómo son capaces los camellos de encontrar agua en los desiertos es una pregunta que se han hecho los científicos a lo largo de los años. El reciente descubrimiento del gen de la geosmina está ayudando a aclararlo. Parece que en el desierto, Streptomyces despide geosmina en el terreno húmedo, que puede ser captada por los receptores olfativos de los camellos. Se piensa que el aroma de la geosmina puede ser un mecanismo para que los animales dispersen las esporas de estos microorganismos. Así, cuando los camellos toman agua, diseminan las esporas a dondequiera que vayan ellos ayudando a su propagación. Pero este compuesto aparentemente trivial, la geosmina, puede ser una cuestión de vida o muerte para los camellos. Si la mutación genética se produjera en la naturaleza sería terrible para estos animales. Además, no sólo los camellos están atraídos por el olor de la geosmina, sino que algunas lombrices e insectos también son capaces de dirigirse hacia las emanaciones de estas bacterias. Por otra parte, los botánicos han descubierto geosmina en flores de cactus y también en flores del Amazonas, que generan un distintivo olor que podrían hacer creer a los insectos que las plantas tienen agua, y éstos acabarían accidentalmente por polinizar la flor.

Aunque el descubrimiento del gen de la geosmina parezca trivial puede tener muchas aplicaciones. Se pueden utilizar cepas de Streptomyces que tengan inactivada la capacidad de producir geosmina para su aplicación en las industrias farmacéuticas que emplean esta bacteria para la obtención de numerosos fármacos, haciendo más agradable su administración al eliminarse el olor, pudiendo ser esto también utilizado en las aguas de consumo o el mencionado caso de los vinos.
Pero lo más importante de estudios como este es que el descubrimiento de genes con una función aparentemente trivial, sin una utilidad directa, demuestra que con su análisis podemos aprender cómo funcionan muchos otros mecanismos de la naturaleza en los que podrían participar, y que permanecían inexplicados hasta ahora, algunos con relativa importancia….si te pierdes en el desierto.

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